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星光首创阿洛酮糖:新食品原料+GRAS 主打安全健康新观念

在当今社会,随着生活水平的提高,现代人的饮食习惯导致糖分摄入过多,这不仅会导致肥胖,还可能引发多种健康问题。因此,减少糖分摄入成为许多人追求健康生活与美丽形体的重要一环,而消费者对食品的要求也越来越倾向于健康和低热量。而在此过程中,寻找低热量、低血糖反应的替代甜味剂成为食品科学领域的热点。

阿洛酮糖作为一种新兴的天然甜味剂,近年来受到了广泛关注。传统的蔗糖因其高热量和与多种代谢疾病的相关性而备受诟病,而阿洛酮糖的甜度约为蔗糖的70%-80%,热量值却仅为蔗糖的10%(约0.4 kcal/g),因此,阿洛酮糖被认为是蔗糖的良好替代品。阿洛酮糖不仅可以作为甜味剂,还具有改善胰岛素抵抗、抗肥胖、调节糖脂代谢等多种生理功能。近年来,阿洛酮糖因其低热量和低血糖反应的特点,在健康食品领域展现出巨大的潜力,一直备受追崇。

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图源:Pixabay

一、阿洛酮糖的来源与特性

阿洛酮糖属于己酮糖,分子结构与果糖相似,但在C3位的立体构型不同。阿洛酮糖是一种天然存在的单糖,最初在小麦、无花果和葡萄干等植物中被发现,但含量极低。阿洛酮糖的口感与蔗糖相似,甜味纯正,没有异味或不良后味,能在一定程度上替代蔗糖满足人们对甜味的需求。

二、阿洛酮糖的健康益处

1、低热量

阿洛酮糖的热量非常低,其热量值仅为蔗糖的10%左右。这是因为人体对阿洛酮糖的吸收利用率很低,大部分阿洛酮糖会以原形通过尿液排出体外,不会像蔗糖等传统糖类那样在体内产生大量热量,有助于减少热量摄入,对控制体重和预防肥胖相关疾病具有一定意义。阿洛酮糖的立体构型使得它在人体内的代谢途径与果糖截然不同,研究表明,阿洛酮糖在摄入后大部分通过尿液排出,仅有少量被肠道微生物发酵利用[1]。动物实验表明,长期摄入阿洛酮糖可以减少体脂积累并改善代谢健康[2]。尽管人类研究数据有限,但初步结果显示其具有潜在的体重管理作用。

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图源:Pixabay

2、低血糖反应

阿洛酮糖不会显著升高血糖水平,不会引起明显的血糖波动。有研究表明,摄入阿洛酮糖后,阿洛酮糖可以稳定健康人群的摄入麦芽糊精这种高升糖指数食物的血糖,降低胰岛素的波动,这一特性使得它成为糖尿病患者和需要严格控制血糖人群的理想甜味剂选择之一[3,4]

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图A. 口服75克麦芽糊精耐受试验后2小时,健康成年人服用5克或更多D-阿洛酮糖后血浆葡萄糖变化图

图源:参考文献[4]

3、促进肠道健康

阿洛酮糖可以被肠道微生物部分发酵,促进肠道有益菌(如双歧杆菌和乳酸菌等)的生长和繁殖,还能产生短链脂肪酸(SCFAs),如乙酸、丙酸和丁酸,这些SCFAs对维持肠道屏障功能和免疫调节具有重要作用,有助于维持肠道微生态平衡,对肠道健康有益[5]

4、抗氧化特性

阿洛酮糖具有一定的抗氧化能力,可以清除体内的自由基,减少氧化应激损伤,而自由基是导致皮肤衰老、身体机能下降的重要因素之一。有研究表明,D-阿洛酮糖的活性氧(reactive oxygen species,ROS)清除活性比其他稀有糖更强[6]

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图源:Pixabay

5、抗炎作用

近年来的研究发现,阿洛酮糖可能具有抗炎作用。一项体外实验表明,阿洛酮糖能够显著抑制氧化应激标志物的生成,并减少炎症因子的释放。这些发现为其在功能性食品中的应用提供了新的思路[7]

6、神经保护功能

阿洛酮糖可以减缓6-羟基多巴胺(6-hydroxydopamin,6-OHDA)诱导的细胞凋亡。研究发现,一定浓度的D-阿洛酮糖可显著减缓大鼠嗜铬细胞瘤的凋亡,将细胞置于D-阿洛酮糖和6-OHDA中共培养24h,细胞内谷胱甘肽(GSH)明显增加,说明D-阿洛酮糖在中枢神经退行性病变中,能够通过调整细胞内GSH的浓度来发挥重要作用。这项研究展现了阿洛酮糖在神经保护中的潜力,为开发基于阿洛酮糖的神经退行性疾病治疗策略提供了科学依据,同时也为其在功能性食品和保健品中的应用开辟了新的方向[8, 9]

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用200µM 6-OHDA处理后3h、6h和24h的总GSH浓度柱状图

图源:参考文献[9]

三、安全性

阿洛酮糖已被多个国家和地区批准为安全的食品添加剂。美国食品药品监督管理局(FDA)于2012年将阿洛酮糖认定为“一般认为安全”(GRAS)物质,并在2019年允许阿洛酮糖在营养标签中不计入总糖和添加糖。在欧盟、日本等国家和地区,阿洛酮糖也获得了相应的安全许可,可用于多种食品和饮料中。

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3月21日,国家卫生健康委发布公告,就D-阿洛酮糖作为新食品原料公开征求意见,意见反馈截止日期为2025年4月20日。随着公开征求意见的发布,标志着这款备受瞩目的健康甜味剂D-阿洛酮糖即将在中国市场获得合法身份。

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四、阿洛酮糖的应用特性

阿洛酮糖在加工性方面具有显著优势,尤其是在稳定性、美拉德反应、溶解性、保湿性和口感方面。与其他甜味剂相比,阿洛酮糖更适合用于烘焙、饮料和功能性食品的开发。尽管其生产成本较高,但其独特的健康益处和加工性能使其在食品工业中具有广阔的应用前景。

1、稳定性

①阿洛酮糖化学惰性较强,在酸性或碱性条件下能保持原本的状态,结构、特性极为稳定,适合应用于酸性饮料和食品(如果汁、碳酸饮料)。

②阿洛酮糖在高温下也很稳定,在烘烤过程中不会分解或产生不良风味,适合进行高温加工,适合用于烘焙食品(如蛋糕、饼干)和高温加工的食品(如酱料、调味品)。

③与D-果糖和D-葡萄糖相比,具有更强的抗氧化活性,长期储存持续存在,有助于延长保质期。

2、美拉德反应

阿洛酮糖在加热时会发生美拉德反应,生成棕色色素和风味物质,类似于蔗糖。与白砂糖、海藻糖以及赤藓糖醇相比,相同烘烤条件下阿洛酮糖的美拉德反应程度更为剧烈,蛋糕褐化程度高,产生独特的色泽和风味。

通过开展相关实验我们发现,与白砂糖相比,阿洛酮糖对蛋糕的组织结构没有显著差异,说明阿洛酮糖适合用于烘焙食品的加工。

3、打发性和膨发性

阿洛酮糖在烘焙中,尤其是蛋清打发和蛋糕膨发性方面,相较于白砂糖和其他代糖,确实表现出一些独特的优势。相较于白砂糖和其他代糖,阿洛酮糖更有利于蛋清的打发性,维持蛋糕的膨发性,使蛋糕保持一定的高度。

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不同代糖对蛋清打发性的影响和膨发性的影响

图源:内部资料

4、硬度和弹性

阿洛酮糖在蛋糕中的应用能够显著改善其质构特性,提供更柔软、弹性更好的口感,适合追求松软质地的烘焙产品。从蛋糕的质构特性来看,阿洛酮糖较白砂糖和其他代糖,采用阿洛酮糖制备蛋糕的硬度最低,弹性最高,有利于塑造蛋糕的松软度。

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不同代糖对蛋糕硬度、弹性及回复性的影响

图源:内部资料

五、应用领域

阿洛酮糖作为一种低热量、低血糖反应的天然甜味剂,在健康食品领域展现出巨大的潜力。其独特的代谢特性和多种健康效益使其成为替代传统糖类的理想选择。

食品工业:阿洛酮糖可广泛应用于各类食品中,如烘焙食品、糖果、饮料、乳制品等,以替代部分或全部蔗糖,降低食品的热量和血糖生成指数,同时保持食品的口感和风味,为食品工业提供了新的发展方向。

医药领域:由于其对血糖影响小且具有一定的健康益处,阿洛酮糖可用于开发针对糖尿病患者、肥胖人群的特殊医学用途配方药品,也可作为药物制剂中的甜味剂。

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六、星光首创阿洛酮糖

山东星光首创作为星光糖业集团全糖产业链的功能配料模块,一直致力于为全球客户提供优质的健康食品配料。从2012年开始研究各种益生元、膳食纤维、减糖配料以及专用功能性配料系列产品,2016年开始阿洛酮糖的研发,2018年完成中试,2021年实现产业化,凭借先进的生产工艺、高品质的产品和创新的功能性食品配料解决方案,先后通过ISO 9001、ISO22000、FSSC 22000、HACCP、BRCGS、HALAL、MUI HALAL等多项认证。阿洛酮糖产品具有纯度高、颗粒均匀、甜度纯正等特点。

关键技术获得多项发明专利授权和国际先进科技成果鉴定。2024年首创阿洛酮糖产品获批美国FDA的GRAS认证。

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随着研究的深入和工业的创新,阿洛酮糖有望在未来得到更广泛的应用和发展。未来,星光首创将继续秉承营养健康理念,不断推动功能性食品配料行业的创新发展。


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参考文献

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[2] CHEN J J,HUANG W L,ZHANG T,et al.Anti-obesity potential of rare sugar d-psicose by regulating lipid metabolism in rats[J].Food& Function,2019,10(5): 2417-2425.

[3] Nishii N , Nomizo T , Takashima S ,et al.Effects of D-allulose on glucose metabolism after the administration of sugar or food in healthy dogs[J].Journal of Veterinary Medical Science, 2016.

[4] Tetsuo, et al. "Acute D-psicose administration decreases the glycemic responses to an oral maltodextrin tolerance test in normal adults. " Journal of nutritional science and vitaminology 54.6(2008):511-4.

[5] Han,Park,Choi,et al.Alteration of Microbiome Profile by D-Allulose in Amelioration of High-Fat-Diet-Induced Obesity in Mice[J].Nutrients, 2020, 12(2):352.

[6] MOORADIAN A D, HAAS M J, ONSTEAD-HAAS L, et al. Naturally occurring rare sugars are free radical scavengers and can ameliorate endoplasmic reticulum stress[J]. International Journal for Vitamin and Nutrition Research Internationale Zeitschrift Fur Vitamin-Und Ernahrungsforschung Journal International De Vitaminologie et De Nutrition, 2020, 90(3-4): 210-220.

[7] Han Y, Yoon J, Choi MS. Tracing the Anti-Inflammatory Mechanism/Triggers of d-Allulose: A Profile Study of Microbiome Composition and mRNA Expression in Diet-Induced Obese Mice. Mol Nutr Food Res. 2020, 64(5):e1900982.

[8] 徐康,隋松森,郭传庄,等.D- 阿洛酮糖的生理功能及应用研究进展[J].Food Research & Development, 2023, 45(22).DOI:10.12161/j.issn.1005-6521.2023.22.023.

[9] TAKATA M K, YAMAGUCHI F, NAKANOSE K, et al. Neuroprotective effect of D-psicose on 6-hydroxydopamine-induced apoptosis in rat pheochromocytoma (PC12) cells[J]. Journal of Bioscience and Bioengineering, 2005, 100(5): 511-516.